Постулати Бора. Енергетичні рівні атома

Згадайте з попереднього уроку Бесіда за питаннями

1. Опишіть модель атома Дж. Томсона.

2. Опишіть дослід під керівництвом Е. Резерфорда із розсіювання α-частинок атомами Ауруму. Яких висновків дійшов Резерфорд на підставі результатів цього досліду?

3. У чому розбіжність між моделями атомів, запропонованими Дж. Томсоном і Е. Резерфордом?

4. У чому недосконалість планетарної моделі атома?

Запишіть у зошиті

Постулати Бора

Модифікацію планетарної моделі запропонував у 1913 р. данський фізик Нільс Бор (1885-1962), який був упевнений, що розглядати будову атома слід із точки зору квантових уявлень. Бор припустив існування особливих станів атомів і сформулював два постулати:

$h\nu=E_{k}-E_{m}$ , де

енергія кванта $\varepsilon=\frac{hc}{\lambda}=h\nu$

енергія початкового стану атома $E_{k}$

енергія стану, в який перейшов атом $E_{m}$

Для наочної демонстрації енергетичного стану атомів застосовують спеціальні схеми. Стаціонарний стан з найнижчим енергетичним рівнем називають $E_0$або $E_1$основним станом. Інші стаціонарні стани атома називають збудженими станами.

У разі переходу на нижній рівень $(E_k>E_m ),$ , атом випромінює фотон енергією , а у випадку переходу на вищий рівень $(E_{k}<E_{m}),$ – поглинає.

Запишіть у зошит

Задача1 (середній рівень)

Електрон в атомі водню перейшов з четвертого енергетичного рівня на другий. Як при цьому змінилася енергія атома? Чому?

Задача 2 (середній рівень)

Як змінилася енергія атома водню, якщо електрон в атомі перейшов із першої орбіти на третю, а потім назад? Чому?

Задача 3 (середній рівень)

Скільки квантів з різною енергією може випромінювати атом водню, якщо електрон знаходиться на третій орбіті?

У 1924 р. французький фізик Луї де Бройль (1892-1987) висунув гіпотезу, згідно з якою корпускулярно-хвильовий дуалізм є характерним не лише для фотонів, а й для будь-яких інших мікрочастинок.

Уявлення про корпускулярно-хвильовий дуалізм частинок лежить в основі квантової механіки, яка є одним із основних напрямів сучасної фізики.

За Луї де Бройлем, формули для розрахунку енергії та імпульсу можна застосовувати не тільки для фотонів так і для інших частинок:

$E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}$енергія мікрочастинок

$p=\frac{h}{\lambda}$ імпульс мікрочастинок

Кожній рухомій частинці відповідає певна хвиля – хвиля де Бройля:

$\lambda=\frac{h}{p}$

Довжина хвилі де Бройля для всіх частинок виявляється дуже малою.

Разом із тим зараз експериментально виявлено хвильові властивості не тільки електронів та інших елементарних частинок, але й атомів і молекул.

Запишіть у зошит

Задача 1 (достатній рівень)

При переході атома водню з четвертого рівня на другий випромінюються фотони з енергією $2,55еВ$(зелена лінія водневого спектра). Визначте довжину цієї лінії спектра

Вправа 36(3) Під час переходу атомів Меркурію в основний стан випромінюються фотони з енергією 4,5 еВ. Якою є довжина хвилі випромінювання?

Вправа 36 (4) На схемі енергетичних рівнів деякого атома (рис. 2) подано переходи цього атома з одного енергетичного стану в інший. Визначте, фотон якої енергії поглине атом, якщо перейде:

а) зі стану $E_1$ у стан $E_2$ ;

б) зі стану $E_1$у стан $E_4$ .

Відомо, що $\nu_{13}=6\cdot10^{14}Гц$, $\nu_{24}=4\cdot10^{14}Гц$, $\nu_{32}=3\cdot10^{14}Гц$